CC BY
4
13. Трудовые споры: [Электронный ресурс] // РосПравосудие: Суды, адвокаты и судебные решения URL: https://rospravosudie.com/
14. Экономика и бизнес: [Электронный ресурс] // Информационное агентство России URL: // http://tass.ru/ekonomika/4225388
УДК 519.87
Киселев С. С. аспирант 1 курса
факультет «Фундаментальной и прикладной информатики» Юго-Западный государственный университет
Россия, г. Курск
ОБЗОР МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭВАКУАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ
Аннотация: Пожары являются наиболее известными причинами чрезвычайных ситуаций на объектах с многочисленным присутствием людей. Их невозможно полностью предотвратить, но пожарный риск можно сильно снизить, если заранее рассчитать вероятность пожарной опасности для людей, находящихся в здании, и принять специальные меры для ее минимизации. Одним из возможных методов достижения данной цели является моделирование эвакуационных процессов. В статье рассматриваются 2 метода моделирования эвакуационных процессов.
Ключевые слова: моделирование, эвакуация, клеточные автоматы, модель социальных сил.
S. Kiselev, postgraduate 1 year Faculty of Fundamental and Applied Informatics SOUTHWEST STATE UNIVERSITY
Russia, Kursk
REVIEW OF METHODS OF MODELING EVACUATION
PROCESSES.
Annotation: Fires are the most well-known causes of emergencies in facilities with a large number of people. They can not be completely prevented, but the fire risk can be greatly reduced by calculating the probability of fire hazard for people in the building in advance and taking special measures to minimize it. One of the possible methods for achieving this goal is the modeling of evacuation processes. Two methods for modeling evacuation processes are considered in the article.
Keywords: modeling, evacuation, cellular automata, model of social forces.
На сегодняшний день методы моделирования и вычислительные технологии дошли до уровня, когда возможно проводить компьютерное моделирование крайне сложных процессов. Современные достижения в области вычислительной техники позволяют сделать доступным расчетный эксперимент для решения широкого круга задач пожарной безопасности и эвакуации.
Следует рассмотреть некоторые из известных методов моделирования эвакуационных процессов: метод клеточных автоматов и модель социальных сил.
Метод клеточных автоматов.
Клеточные автоматы - дискретные системы. Следовательно, параметры, описывающие пространство и время, принимают значения из конечного небольшого набора. В модели клеткой называется узел пространственной решетки, в которой ближайшие ячейки носят название соседи. Каждый узел принимает некоторый набор значений, который описывает его нынешнее состояние, изменяющееся по определенным правилам, зависящим от состояния соседей.
Клеточные автоматы представляют собой быстрый и простой способ имитации людского потока. В модели клеточных автоматов всё пространство имеет вид сетки.
Любая клетка сетки может быть занята только одним человеком. Передвижение моделируется в виде изменения клеток, где некоторые правила применяются к людям. Такие наборы правил разнятся в неодинаковых реализациях этой модели.
Блю и Адлер выделили два основных элемента передвижения людей:
- передвижение вперед;
- разрешение конфликтов.
Передвижение вперед определяет желание человека достичь своей цели и сводится к нахождению скорости и ускорения каждого участника потока. Разрешение конфликтов определяет желание исключить физическое соприкосновение.
Набор правил Блю и Адлера, содержит шесть правил, действующих на различных этапах моделирования. Первый этап использует правила смены маршрута. Второй этап подразумевает назначение новой клетки каждому участнику потока. На третьем этапе для каждого человека используются правила передвижения. На четвертом, этапе люди передвигаются в новые клетки.
Существуют пять правил, которые определяют изменение маршрута. Смена происходит только в том случае, когда смежная клетка свободна от других участником потока.
1. Определяется доступность левой и правой клеток.
2. В том случае, когда смежная клетка свободна, но на нее претендует несколько маршрутов, то решение противоречиво. На данном этапе случайным способом определяется, кто из участников потока получит доступ к клетке.
3. Смена маршрута завершается в том случае, если левая и правая клетки заняты.
4. Вычисляется свободное расстояние для смежных маршрутов, которые активны и свободны. В том случае, если это расстояние максимально и уникально, то этому маршруту присваивается человек. Из
этого следует, что участник потока выберет маршрут, не имеющий на максимально большом участке. Если не найдено уникального максимального расстояния, то присваивается маршрут согласно пятому правилу.
5. В том случае, когда к максимальному расстоянию приводят три маршрута, то применяется разделение 80/10/10 для данного маршрута и двух смежных. Когда до максимального расстояния ведут два маршрута, то применяется разделение 50/50.
На втором этапе происходит определение маршрута, и перемещение человека по присвоенному ему маршруту. Это происходит на втором этапе. Третий этап подразумевает присвоение участникам потока скорости перемещения. Так же на третьем этапе существует вероятность, что пешеходы поменяются местами. Это происходит в том случае, если два участника потока направляются навстречу друг другу. На четвертом этапе происходит перемещение всех людей.
Модель применялась к однонаправленным пешеходным аллеям и двунаправленному потоку, в котором число передвигающихся в одном направлении люди много больше людей, которые движутся в обратном направлении.
Дейкстра, Йессурун и Тиммерманс разработали модель, которая была сфокусирована на перемещении пешеходов в аллее. При перемещении человека можно выделить четыре шага:
1. Проверяется, осуществил ли человек передачу решения. Если истина, происходит переход к шагу три. В другом случае необходимо перейти ко второму шагу.
2. В том случае, если человек расположен в ячейке решения, то необходимо исследовать поведение человека и повернуть его в требуемом направлении. Следовательно, осуществится принятие решения.
3. Если ячейка, которая была выбрана, является пустой, то необходимо переместить человека в ячейку. В другом случае следует перейти к четвертому шагу.
4. В том случае, когда левая или правая ячейка свободна, то необходимо переместиться в сторону свободной ячейки.
В такой модели передвижение направлено к цели и изменяется только в моменты принятия решения. Взаимодействие с другими участниками потока не рассматривается.
Янг Лижонг предложил модель для пожарной эвакуации. Он разработал специальные правила (степень опасности) для вычисления пути при пожаре. Эта степень опасности строится из степени опасности расположения (определяемой дистанцией до ближайшего выхода) и степени опасности воспламенения (определяемой расстоянием до пламени). В такой модели выделены три этапа.
1. Каждый участник потока выбирает ячейку, у которой самая низкая опасность, исходя из своих собственных знаний. В том случае, если все
смежные ячейки имеют повышенную степень опасности или заняты, то пешеход не двигается.
2. Когда больше одного участника потока хочет переместиться в одну и ту же ячейку, то случайно определяется один из желающих. Другие участники потока должны ожидать.
3. У каждого человека обновляется степень опасности.
В России разработкой модели перемещения толпы в 1997 году занялся М.Е. Степанцов.
Главной проблемой Степанцов считал практически неизбежное возникновение паники у людей при образовании чрезвычайной ситуации в месте массового скопления народа. Основная задача исследователя заключалась в создании ситуационной модели с хаотичным перемещением неорганизованной массы людей, для выявления тех элементов и особенностей конструкций, которые могут спровоцировать давку. Степанцов считает, что кроме основного потока людей при проектировании муниципальных пешеходных коммуникаций следует принимать во внимание данные подробного мониторинга перемещения потоков на отдельных участках.
Самым правильным решением в таком случае можно считать использование таких математических моделей, как "клеточные автоматы", активно применяющихся в газодинамике. Степанцов считает, что имитация ситуаций с активным участием пешеходов практически невозможна, в связи с тем, что исследователь сталкивается с огромным числом скрытых факторов. Но с тем, как увеличивается количество людей, которые участвуют в модели, роль рациональных и иррациональных факторов, которые описывают поведение каждого участника потока, уменьшается, и поведение людей становится возможным описать с помощью вероятностей. Это стандартный пример действия закона больших чисел.
В клеточном автомате по модели Степанцова у клетки существует два состояния (отсутствие/наличие человека) и принимается во внимание две составляющие движения: направленное и хаотичное. Такие условия подобны существующей модели, которая описывает диффузионные процессы (окрестность Марголуса). Степанцов улучшил правила такой модели, совместив диффузионную и направленную составляющие движения и представив перемещение частицы в виде суперпозиции случайного и направленного передвижения.
Преимуществом метода клеточных автоматов являются:
- простые локальные правила;
- быстрые вычисления;
- хорошая калибровка.
К недостаткам модели клеточных автоматов можно отнести:
- отсутствие возможности для учёта индивидуальных свойств объектов, особенностей их поведения;
- отсутствие возможности различных вариантов управления каждым из объектов в отдельности и т.д.
Модель социальных сил.
Модель социальных сил создана Молнаром и Хелбингом. В ней всевозможные влияния и побуждения человека описываются различными видами силы. Главным образом, эта модель основывается на Ньютоновской динамике, при условии, что масса равна 1. Такие условия приводят к модулю для сил. Такая модель воссоздает некоторые природные явления, происходящие во время передвижения человека:
1. Обычно люди выбирают самый быстрый маршрут.
2. Каждый человек перемещается со своей скоростью. При этом принимается во внимание ситуация, пол, возраст, окружающая среда и т.д. Скорость представляет собой Гауссово распределение.
Рассмотрим силы и параметры, используемые в данной модели:
1. Самая очевидная сила — так называемая движущая сила, отражающая желание человека переместиться к поставленной цели с требуемой скоростью.
2. Самое важное взаимодействие между людьми — желание сохранить определенное расстояние до других участников потока. Для описания такого поведения, в модели социальных сил реализуется отталкивание. Оно зависит от расстояния между участниками потока и имеет максимальное значение на близком расстоянии и стремится к нулю с увеличением расстояния между участниками потока. Это реализуется с помощью использования показательной функции, и приводит к силе, которая описывает взаимодействия между участниками потока.
3. Стандартное человеческое передвижение является анизотропным. То есть то, что происходит перед человеком более важно, чем то, что происходит позади него. Каждый человек обладает возможностью предвидеть действия других людей, и, тем самым, он может реагировать на действия, которые предпринимают другие люди. Для реализации этого в модели социальных сил, действия, которые происходят в области видимости человека, будут иметь более высокую степень влияния, чем действия людей, происходящие вне области видимости. Для того чтобы описать такое поведение, форм-фактор области видимости реализован таким образом, что он зависит от угла между необходимым направлением передвижения и направлением человека, который проявляет отталкивающую силу.
4. Сила трения скольжения является следствием того, что люди стараются избежать столкновения с другими участниками потока, которые движутся на маленьких расстояниях с высокой скоростью.
5. Аттракторы оказывают влияние на поведение людей. Окна или иные аттракторы могут привлечь пешехода, и он начнет двигаться к аттрактору, а другие (очаг возгарания, таблички с предупреждением) — отпугнуть. Привлекательность аттрактора зависит от времени и линейно уменьшается к нулю.
6. Люди часто передвигаются в группах. После того, как группа распадается (например, если кто-то из участников группы должен избежать столкновения с преградой), другие участники потока пытаются вновь образовать группу. Это происходит под воздействием силы притяжения, действующей от человека А к человеку Б.
7. Всем людям свойственно индивидуальное поведение, и по этой причине их передвижение может отличаться от принятых законов. Такое поведение представляется колебанием. Колебания нормально распределены и перпендикулярны вектору, указывающему на необходимое направление.
Модель социальных сил содержит большое количество сил, представляющие различные влияния, которые воздействуют на людей в реальности. Сумма всех этих сил описывает передвижение и направление человека.
Из результатов работы Хелбинга можно выделить следующее: во-первых, он зафиксировал переход от неупорядоченного движения к плотному скоплению людей и возникновению давки около выхода. Пока "желаемая" скорость выхода из помещения была меньше 1,5 м/с, люди двигались относительно организованно. При больших скоростях сила, "толкающая" человека к выходу, начинала превышать взаимное психологическое отталкивание между участниками потока, осуществлялся непосредственный физический контакт, начиналась давка, образовывалась толпа.
Во-вторых, отмечался эффект, определенный авторами "чем быстрее, тем медленнее". То есть, чем быстрее участники потока хотят покинуть комнату, тем медленнее люди проходят через дверь: участники потока, находящиеся в непосредственной близости к выходу, мешали друг другу.
В-третьих, когда "желаемая" скорость возрастала еще больше и сила взаимодействия между участниками человеческого потока превышала критическую, давление между людьми начало приводить к травмам отдельных людей. В пределах этой модели, человек с травмой становится неподвижным препятствием, что приводит к еще большим заторам, и в конечном итоге количество людей, успевших покинуть комнату за определенное время, резко уменьшалось.
К преимуществам модели социальных сил можно отнести:
- хорошее приближение к реальности;
- очень реалистичная анимация;
- дополнена логикой принятия решений более высокого уровня
Использованные источники:
1. Ст1епанцов М.Е. Мат1ематич1еская мод1ель направленного движения группы люд1ей // Мат1ематич1еско1е моделирование, 2004. - т. 16(3). - с. 4349.
2. Hughes R.L. A continuum theory for the flow of pedestrians. Transp. Res. B 36. - 2002. - 507-35.
3. Helbing D. Self-organizing pedestrian movement / Helbing D., Molnar P.,
Farkas I.J., Bolay K. // Environment and Planning B, 28. - 2001. - c. 261-384.
УДК 338.48:338.246.83
Кислая А.В. студент 3-го курса Гуманитарно-педагогическая академия (филиал) ФГАОУВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского»
Россия, г. Ялта
РОЛЬ ЛИМИТИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ В ЭКОНОМИКИ ТУРИЗМА Аннотация: В статье рассмотрена классификация лимитирующих факторов экономики туризма, а также их влияние на развитие индустрии туризма в целом. Также в статье приведены примеры лимитирующих факторов, и их влияния на развитие туристической отрасли в Республике Крым в период с 2012 года по настоящее время. Результатом статьи можно выделить мероприятия, которые могу быть предприняты на всех туристических предприятиях, с целью снижения отрицательного эффекта от всех выявленных факторов.
Ключевые слова: Экономика туризма, Лимитирующие факторы, Отрицательный эффект.
Kislaya A.V. student of the 3rd course Humanitarian-pedagogical University (branch) of Federal STATE Autonomous educational institution "Crimean Federal University named after
V. I. Vernadsky"
Russia, Yalta
THE LIMITING FACTORS IN TOURISM ECONOMY Abstract: The article considers the classification of the limiting factors of the tourism economy, as well as their influence on the development of the tourism industry as a whole. The article also gives examples of limiting factors and their influence on the development of the tourism industry in the Republic of Crimea in the period from 2012 to the present. The result of the article can highlight the activities that can be undertaken at all tourist enterprises, in order to reduce the negative effect of all identified factors.
Keywords: Tourism Economics, Limiting factors, Negative effect. Актуальность темы статьи, а именно «Роль лимитирующих факторов экономики туризма» связана с тем, что туризм является одной из отраслей экономики, которая наиболее подвержена влиянию всех возможных изменений, которые происходят в стране, регионе и даже в мире. Поэтому для экономики туризма является необходимым выделение лимитирующих факторов, определение их роли и возможности уклонения от их отрицательного эффекта.
Цель статьи - определение роли лимитирующих факторов экономики
